血VEGF、SDF-1、MMP-9和HMGB1水平與煙霧病患者顱內出血的關系

徐夢怡 徐靜 張倩倩

煙霧病（moyamoya diaease，MMD）是以雙側頸內動脈及主要側支內膜緩慢增厚，動脈管腔逐漸狹窄致閉塞，并伴有狹窄異常血管網形成為特征的腦底異常血管網病［1］。臨床表現為短暫性腦缺血發作、腦梗死及自發性顱內出血，可導致顱內出血。隨著我國MMD 發病率逐漸升高，MMD 患者顱內出血也隨之升高，嚴重危及患者生命安全，故早期評估患者病情并給予積極治療對改善患者預后至關重要［2］?；|金屬蛋白酶-9（matrix metalloteinase-9，MMP-9）屬于基質金屬蛋白酶超家族成員中明膠酶一種，可降解多種細胞外基質成份，在受損血管和炎性細胞中呈高表達［3］。血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是一種糖蛋白，可促進MMP 表達和新生血管形成，保護和營養神經［4］。基質細胞衍生因子-1（stromal cell-derived factor 1，SDF-1）是近年來新發現的炎癥趨化因子，可促進細胞增殖、遷移、分化及損傷血管內皮的修復［5］。而高遷移率族蛋白-1（high mobility group protein，HMGB1）是一種參與集體炎性反應的蛋白，與腦出血后疾病進展具有一定的相關性［6］。近年來研究表明，血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平與MMD 發生發展密切相關［7］。本研究分析血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平與MMD 患者顱內出血的關系，旨在為臨床診斷和治療提供參考，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年2月至2020年2月本院收治的90例MMD 患者為研究對象，納入標準：①均符合MMD 診斷標準，并經影像學證實為雙側頸內動脈或大動脈或大腦中動脈起始部分狹窄或閉塞，且伴有腦底部異常血管網形成［8］；②年齡：18～60 歲；排除標準：①嚴重肝腎功能不全者；②合并自身免疫系統疾病及惡性腫瘤者；③動脈粥樣硬化及其他各種繼發因素所致的血管閉塞或狹窄；④并發急性炎癥、腦膜炎及腦放療術后者。根據有無出血分為出血組（n=50）和無出血組組（n=40），并根據超聲檢查結果將顱內出血患者分為輕度顱內出血組（n=32）和重度顱內出血組（n=18），同時選取同期于本院進行體檢的40 例健康者作為對照組。本研究經過本院醫學倫理委員會批準，受試者簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料

記錄兩組性別、年齡、病程、高血壓、糖尿病及吸煙史。

1.2.2 血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平測定

取患者晨起空腹靜脈血5 mL，保存于EDTA抗凝管中，在3 000 r/min 下離心10 min，進行離心沉淀細胞，分離上清液后置于-80℃冰箱保存，采用酶聯免疫吸附試驗（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）法測定血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平。

1.3 觀察指標

①對比出血組、無出血組及對照組的性別、年齡、病程、高血壓、糖尿病、吸煙史及血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平；②對比輕度顱內出血組和重度顱內出血組血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平；③分析血清VEGF、SDF-1、MMP-9 與HMGB1 的相關性。

1.4 統計學方法

采用SPSS 20.0 軟件進行數據分析，計量資料以（±s）表示，兩組間比較行t檢驗，呈正態分布各變量間相關性采用Spearman 相關分析、以相關系數r表示兩資料間的相關性，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3 組臨床資料比較

出血組、無出血組及對照組的性別、年齡、病程、高血壓、糖尿病及吸煙史比較差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 3 組臨床資料比較［n（%），±s］Table 1 Comparison of clinical data of the 3 groups［n（%），±s］

表1 3 組臨床資料比較［n（%），±s］Table 1 Comparison of clinical data of the 3 groups［n（%），±s］

組別出血組無出血組對照組F/t/χ2值P 值n 50 40 40男/女30/20 24/16 23/17 0.072 0.965年齡37.65±6.04 35.98±5.88 36.29±5.94 1.021 0.363病程12.53±2.84 13.17±2.87-1.057 0.297高血壓8（16.00）7（17.50）5（12.50）0.408 0.816糖尿病4（8.00）5（12.50）3（7.50）0.744 0.689吸煙史13（26.00）12（30.00）10（25.00）0.289 0.865

2.2 3 組血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1水平比較

3 組血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平比較結果：出血組＞無出血＞對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

2.3 輕度顱內出血組和重度顱內出血組血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平比較

重度顱內出血組血清VEGF、SDF-1、MMP-9和HMGB1 水平均高于輕度顱內出血組，差異具有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表2 血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水比較（±s）Table 2 Comparison of serum VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1（±s）

表2 血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水比較（±s）Table 2 Comparison of serum VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1（±s）

注：與無出血組比較，aP＜0.05；與對照組比較，bP＜0.05。

組別出血組無出血組對照組F 值P 值n 50 40 40 VEGF（pg/mL）414.58±22.39ab 324.79±16.23b 63.37±8.26 4850.845 0.000 SDF-1（pg/mL）217.56±22.48ab 118.95±16.04b 67.79±8.11 895.540 0.000 MMP-9（ng/mL）563.28±30.44ab 414.20±25.69b 251.14±20.35 1577.160 0.000 HMGB1（ng/mL）20.14±3.10ab 11.27±2.55b 3.85±1.06 493.461 0.000

表3 輕度顱內出血組和重度顱內出血組血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平（±s）Table 3 Serum VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1 levels in the mild and severe intracranial hemorrhage groups（±s）

表3 輕度顱內出血組和重度顱內出血組血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平（±s）Table 3 Serum VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1 levels in the mild and severe intracranial hemorrhage groups（±s）

組別重度顱內出血組輕度顱內出血組t 值P 值n 18 32 VEGF（pg/mL）408.26±20.39 384.50±15.96 4.567 0.000 SDF-1（pg/mL）204.11±19.85 175.24±15.08 5.790 0.000 MMP-9（ng/mL）554.37±26.08 490.22±17.95 10.276 0.000 HMGB1（ng/mL）13.96±3.78 10.21±2.44 4.265 0.000

2.4 血VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平對MMD 預測效能參數及ROC 曲線分析

ROC 曲線分析顯示，VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平聯合檢測MMD 的敏感度、陽性預測值及陰性預測值均高于單獨檢測差異有統計學意義（P＜0.05）。見表4和圖1。

2.5 血清VEGF、SDF-1、MMP-9與HMGB1的相關性

Spearman 相關分析顯示，血清VEGF-C（r=0.381，P=0.012）、SDF-1（r=0.377，P=0.010）、MMP-9水平（r=0.358，P=0.002）與HMGB1 呈正相關性。見圖2。

3 討論

近年來，MMD 顱內出血發病率逐漸呈上升趨勢，且其致殘率和死亡率較高，嚴重威脅患者生命安全。多數研究表明，MMD 是一種多基因遺傳性疾病，且炎癥、免疫反應、細胞因子分泌異常及內皮細胞改變與MMD 發生、發展密切相關［9-10］。MMD 顱內出血可導致血腫發生并損傷腦組織，其機制包括MMP 激活、細胞因子和血管活性物質釋放等。同時研究表明，血清VEGF、MMP-9 水平與MMD 顱內出血發生發展密切相關［11］。

表4 血VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平對MMD 預測效能參數Table 4 Blood VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1 levels on MMD predictive performance parameters

圖1 血VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平ROC 曲線Figure 1 Analysis of blood VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1 levels on ROC curves

圖2 血清VEGF、MMP-9、SDF-1 與HMGB1 的相關性Figure 2 Correlation between serum VEGF，MMP-9，SDF-1 level and HMGB1z

MMP 是鋅鈣依賴性蛋白酶，可調節細胞外基質降解和重塑。MMP-9 是MMP 重要一員，是92kD 的膠原酶，可降解細胞外基質多種成分，在正常腦組織內呈低表達，因其是構成血腦屏障的主要成分，可保持血腦屏障的完整性，水解Ⅳ、Ⅴ型膠原和細胞外基質成分可以導致血管壁損傷［12］。VEGF 是具有生物活性的糖蛋白，是由血管內皮生長因子釋放引起的，能夠特異性促進內皮細胞增殖，并參與血管生長及增加血管通透性，故在炎癥和缺血等生理病理中具有重要作用。VEGF 能夠刺激軸突生長并改善神經細胞存活，保護神經系統；并可直接與中樞神經系統的神經元及膠質細胞促進增殖和突觸生長；可通過促進內皮細胞增生誘導新生血管形成，從而改善微循環；同時可增加血管通透性，在病理狀態下可破壞血腦屏障，在正常情況下，VEGF 在中樞神經中表達不高，在應激反應條件下可誘導VEGF 呈高表達［13-14］。SDF-1是趨化蛋白，對內皮祖細胞的動員和腦缺血后局部血管新生、骨髓源性和神經干祖細胞向損傷灶的募集過程中具有重要作用，同時與受體CXCR-4結合形成SDF-1/CXCR-4 生物軸，并通過激活信號通路表達于內皮細胞并誘導新生血管生成［15］。HMGB1 是非組蛋白染色體結合蛋白，主要存在于真核細胞生物內，可參與細胞分化增殖及遷移和炎性反應，度病情掌握和治療具有重要意義［16］。

相關研究顯示，MMD 患者血清TIMP、MMP-9水平高于健康者［17］。而本研究也證實了這一觀點說明血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平參與MMD 顱內出血患者的發生發展，可作為判斷病情進展的有效指標。分析其原因可能為：血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平過度降解血管內皮外基質，使血腦屏障開放并增加滲透性，促進中性粒細胞遷移加重炎性反應，從而破壞血管完整性，致使血管壁薄弱，最終破裂出血。ROC 曲線分析進一步證實了，VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平對MMD 的檢出率較高。與其他研究不同的是，本研究為進一步分析不同程度顱內出血患者血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平，結果提示血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平可判斷顱內出血的嚴重程度，有利于為臨床診斷提供參考。Spearman 相關分析提示HMGB1 水平隨VEGF-C、SDF-1、MMP-9 水平上高。本研究存在以下幾點不：樣本量較少，且納入范圍較小，將在下一步研究擴大樣本量并擴大范圍。

綜上所述，血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平是MMD 發生、發展的潛在因素，在異常血管形成中具有重要作用，且血清VEGF-C、SDF-1、MMP-9 水平與HMGB1 呈正相關性，其水平呈高表達是引起MMD 顱內出血的重要機制。